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 高密度実装（MCM、MCP、SIP、3D-TSV)：市場分析と技術動向High-Density Packaging (MCM, MCP, SIP, 3D-TSV): Market Analysis and Technology Trends 本書は、関連する技術、その今後の動向、ユーザーが直面する問題と選択肢、および機会とリスクの所在を分析し、予測しています。MCMs、MCPs、SiP、および3D TSVパッケージの世界市場について、分析と予測が行... もっと見る
サマリー
本書は、関連する技術、その今後の動向、ユーザーが直面する問題と選択肢、および機会とリスクの所在を分析し、予測しています。MCMs、MCPs、SiP、および3D TSVパッケージの世界市場について、分析と予測が行われています。
はじめに
急速に進化する半導体業界において、アドバンスト・パッケージングは、高性能コンピューティングからコンシューマ・エレクトロニクスに至る幅広いアプリケーションにおいて、性能向上と統合能力の次の波を推進し、イノベーションの最前線に立っています。デバイスの小型化と複雑化に伴い、従来のパッケージング技術は物理的・機能的な限界に達しつつあり、業界はより洗練された、効率的でコスト効率の高いソリューションの採用を促しています。この包括的なレポートでは、半導体アドバンストパッケージングの複雑な世界を掘り下げ、この重要な分野の将来を形作る最新のトレンド、技術、市場ダイナミクスを探ります。
人工知能（AI）、5G通信、車載エレクトロニクス、モノのインターネット（IoT）などの技術の出現により、より高い性能、低消費電力、より高い機能を、ますますコンパクトなフットプリントで提供するチップへの需要が急増している。これに対応するため、3D集積、チップレット、ファンアウト・ウェハーレベル・パッケージング（FOWLP）、シリコン貫通ビア（TSV）などの高度なパッケージング技術が重要なイネーブラーとして登場し、かつてないレベルの集積化とシステムの複雑化を可能にしています。これらの技術革新は、従来の微細化の限界を克服するだけでなく、回路設計、システムアーキテ クチャ、材料科学に新たな道を開き、半導体機能の新時代を告げるものである。
本レポートでは、半導体アドバンストパッケージング技術の現状を深く掘り下げ、最新の技術進歩、材料イノベーション、プロセス改善に関する洞察を提供する。本レポートでは、市場シェアを獲得し、業界標準を推進するための主要プレーヤーとその戦略的イニシアティブに焦点を当て、競争状況を検証しています。さらに、世界のサプライチェーンダイナミクス、規制環境、地政学的要因が高度包装市場に与える影響を評価し、関係者に今後の課題と機会に関する包括的な理解を提供しています。
本レポートについて
急速に進化する半導体製造において、アドバンストパッケージング技術は、高性能でコンパクト、かつエネルギー効率の高い電子デバイスの開発を可能にする上で極めて重要な役割を果たしています。無数の先進パッケージング技術の中でも、ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージング（FOWLP）、シリコン貫通ビア（TSV）、高帯域幅メモリ（HBM）、チップ・オン・ウェーハ・オン・サブストレート（CoWoS）、フォベロは、業界に革命をもたらす重要なイノベーションとして浮上している。このエッセイでは、これらの先進パッケージング技術を掘り下げ、その原理、アプリケーション、利点、そして半導体エコシステムへの影響を探る。
ファンアウトウェーハレベルパッケージング（FOWLP）：
ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージング（FOWLP）は、従来のパッケージング手法と比較して、優れた性能、機能性の向上、小型化を実現する最先端のパッケージング技術です。FOWLPでは、半導体ダイはポリマーマトリックス内に埋め込まれ、再配分層（RDL）がI/Oをパッケージ外周に再配分するために使用されます。
スルーシリコン・ビア（TSV）：
シリコン貫通電極（TSV）は、シリコン基板を貫通する垂直の電気的相互接続で、マルチダイの積層と3D集積を可能にする。TSVは、ロジック、メモリ、センサーなどの異種デバイスを単一のシリコン基板上に垂直集積することを容易にし、それによって配線長を短縮し、性能を向上させ、スペースを節約します。TSVは、3Dスタックド・メモリ、システムオンチップ（SoC）統合、インターポーザ・ベース・パッケージングなどの高度なパッケージング技術に役立っており、高性能コンピューティング、人工知能、ネットワーキング・アプリケーションの革新を推進しています。
高帯域幅メモリー（HBM）：
高帯域幅メモリ（HBM）は、垂直スタッキングとTSVを活用して、これまでにないレベルのメモリ帯域幅とエネルギー効率を実現する高度なメモリ技術です。HBMは、複数のDRAMダイを垂直に積み重ね、TSVを介して相互接続することで、従来のメモリ・アーキテクチャに比べて大幅に高いメモリ帯域幅を実現します。HBMは、大規模なデータセットや複雑なワークロードを処理するためにメモリ帯域幅と電力効率が重要となる、グラフィックスカード、データセンター、高性能コンピューティングシステムで広く使用されています。
チップ・オン・ウェーハ・オン・サブストレート（CoWoS）：
チップ・オン・ウェーハ・オン・サブストレート（CoWoS）は、TSMCが開発したパッケージング技術で、単一の基板（インターポーザー）上に複数のシリコンダイを集積することができます。CoWoSでは、個々のチップは別々のウェハー上に製造され、マイクロバンプやTSVを使用してシリコンインターポーザー上に接合される。これにより、ロジック、メモリ、アナログなどの異なる機能ブロックを単一パッケージ上に異種集積することができ、より高いレベルの性能、電力効率、システムレベルの集積が可能になる。CoWoSは、最適な性能と機能を実現するために異種集積が不可欠な、高性能コンピューティング、ネットワーキング、AIアクセラレーターで広く使用されています。
フォベロス
Foverosはインテルが開発した先進的なパッケージング技術で、ロジック・ダイ、メモリー・ダイ、その他のコンポーネントを3D積層することにより、高集積でコンパクトな半導体パッケージを実現します。Foverosでは、個々のダイは別々に製造され、マイクロバンプとTSVを使用して垂直に積層されるため、最小限のフットプリントで異種コンポーネントを高密度に統合することができます。Foverosは、チップレットやシステム・イン・パッケージ（SiP）などの革新的なフォーム・ファクタを可能にし、モバイル・コンピューティング、IoT、エッジ・コンピューティングなど、幅広いアプリケーション向けの電力効率に優れた高性能デバイスの開発を促進します。
本レポートの必要性
半導体アドバンスドパッケージングレポートへの投資にはいくつかの説得力のある理由があります。このようなレポートの購入を検討すべき理由は以下の通りです：
業界の洞察：半導体アドバンストパッケージングレポートは、半導体パッケージングの状況を形成する最新のトレンド、開発、革新に関する包括的な洞察を提供します。新興技術、市場ダイナミクス、競争環境に関する貴重な情報を提供し、業界の最新動向を把握するのに役立ちます。
市場分析：本レポートでは、半導体パッケージング市場の市場規模、成長の可能性、主要な促進要因と課題など、詳細な分析を提供しています。FOWLP、シリコン貫通電極（TSVs）、3D集積、さらにHBM3、CoWoS、Foverosを含むAIベースの技術について、パッケージングタイプ別、アプリケーション別、地域別の詳細なセグメンテーションを提供しています。
競合他社のインテリジェンス：半導体パッケージング業界の主要企業の戦略、製品ポートフォリオ、市場ポジショニングを調査することで、本レポートは貴重な競合情報を提供します。業界リーダーに対する自社の業績のベンチマーク、潜在的な提携先や買収ターゲットの特定、効果的な市場参入や拡大戦略の策定に役立ちます。
技術動向：半導体アドバンスド・パッケージング・レポートは、ファンアウト・ウェハレベル・パッケージング（FOWLP）、シリコン貫通ビア（TSV）、3D集積などのパッケージング技術や、HBM3、CoWoS、FoverosなどのAIベースの技術における最新の技術進歩やイノベーションを掘り下げています。進化する技術状況を理解することで、将来のトレンドを予測し、R&Dの取り組みを市場の需要に合わせ、業界での競争力を高めることができます。
投資機会：包括的な市場洞察と競合分析で武装した半導体アドバンスド・パッケージング・レポートは、半導体パッケージング市場のさまざまなセグメントにわたって魅力的な投資機会を特定することを可能にします。半導体メーカー、装置サプライヤー、投資家のいずれであっても、本レポートは戦略的な投資決定を下し、投資収益を最大化するための貴重な指針を提供します。
目次目次第1章 はじめに 1-1第2章 半導体パッケージング産業の概要 2-1
2.1 半導体パッケージングの歴史と進化 2-1
2.2 半導体における高度パッケージングの重要性 2.3
2.3 市場競争力 2-4
第3章 技術展望 3-1
3.1 半導体パッケージング技術の概要 3-1
3.1.1 半導体パッケージングの進化 3-1
3.1.2 半導体パッケージングの種類 3-3
3.1.4 結論 3-5
3.2 半導体パッケージングの最近の進歩：フリップチップ技術 3-5
3.2.1 フリップチップ技術の進化と進歩 3-5
3.2.2 フリップチップ技術の利点 3-7
3.2.3 フリップチップ技術の応用 3-7
3.2.4 まとめ 3-8
3.3 半導体パッケージングの最近の進歩：2.3-8
3.3.1 はじめに 3-8
3.3.2 概念 3-9
3.3.3 技術的進歩 3-9
3.3.4 2.5Dおよび3D ICパッケージングの利点 3-10
3.3.5 応用 3-10
3.3.6 まとめ 3-10
3.4 半導体パッケージングにおける最近の進歩：3-11
3.4.1 はじめに 3-11
3.4.2 コンセプトと開発 3-11
3.4.3 技術の進歩 3-13
3.4.4 FOWLP の利点 3-13
3.4.6 まとめ 3-14
3.5 半導体パッケージングの最近の進歩：システムインパッケージ（SiP）ソリューション3-14
3.5.1 はじめに3-14
3.5.2 コンセプトと開発3-15
3.5.3 技術的進歩3-15
3.5.4 SiPの利点3-15
3.5.5 応用3-16
3.5.6 まとめ3-16
3.6 半導体パッケージングの最近の進歩：3-17
3.6.1 はじめに 3-17
3.6.2 先進AIパッケージングの必要性 3-17
3.6.3 主な先進パッケージング技術 3-19
3.6.4 先進AIパッケージングのメリット 3-21
3.6.5 アプリケーション 3-21
3.6.6 まとめ 3-23
第4章 先進半導体パッケージングの市場ダイナミクス 4.1
4.1 はじめに 4-1
4.2 市場促進要因 4-1
4.2.1 技術進歩 4-1
4.2.2 小型化需要の増大 4-3
4.2.3 民生用電子機器の成長 4-3
4.2.4 IoTとAIアプリケーションの拡大 4-3
4.2.5 高性能コンピューティングへの需要 4-6
4.3 市場機会 4-7
4.3.1 新興市場とアプリケーション 4-7
4.3.2 パッケージング技術の革新 4-7
4.3.3 戦略的コラボレーションとパートナーシップ 4-8
4.3.4 政府の取り組みと資金調達4-8
4.4 市場の課題 4-9
4.4.1 高い生産コスト 4-9
4.4.2 技術的複雑性 4-10
4.4.3 サプライチェーンの混乱 4-12
4.4.4 環境と規制の問題 4-13
4.5 結論 4-13
第5章 パネルレベルパッケージングの台頭 5-1
5.1 パネルレベルパッケージング（PLP）の紹介 5-1
5.2 PLPの技術的詳細 5-1
5.2.1 パネルサイズと素材 5-1
5.2.2 製造工程 5-1
5.2.3 技術的優位性 5-2
5.3 市場への影響と採用 5-2
5.3.1 FOPLPメーカー 5-3
5.3.2 設備コスト 5-3
5.3.3 材料コスト 5-8
5.3.4 製造コスト 5-11
5.4 課題と解決策 5-11
5.5 コスト低減のためのイネーブラー 5-12
5.6 まとめ 5-12
第6章 3D-TSV技術 6-1
6.1 3D-TSVの推進力 6-1
6.2 3次元パッケージの品種 6-11
6.3 TSVプロセス 6-17
6.4 重要なプロセス技術 6-19
6.4.1 プラズマエッチング技術 6-23
6.4.2 Cuめっき 6-27
6.4.3 薄ウェーハボンディング 6-28
6.4.4 ウェーハ薄化/CMP 6-32
6.4.5 リソグラフィー 6-33
6.5 アプリケーション 6-38
6.6 3次元パッケージ技術の限界 6-44
6.6.1 熱管理 6-44
6.6.2 コスト 6-46
6.6.3 設計の複雑さ 6-47
6.6.4 納期 6-52
6.7 企業プロファイル 6-53
第7章 市場予測 7-1
7.1 先端パッケージの概要 7-1
7.2 ドライビングフォース 7-2
7.3 システムインパッケージ（SiP） 7-3
7.4 フリップチップ／ウェハレベルパッケージング 7-10
7.5 世界のIC市場予測 7-19
7.6 世界のパッケージング市場予測 7-21
7.7 世界のアドバンストパッケージ市場予測 7-23
7.7.1 世界の3次元貫通電極（TSV）市場 7-33
7.7.1.1 TSMC CoWoS 7-37
7.7.1.2 Intel Foveros 7-42
7.7.1.3 Samsung's Cube 7-45
7.7.1.4 HBM（高帯域幅メモリー）パッケージ 7-48
7.7.1.5 Chiplets 7-54
図表リスト表
3.1 マルチチップモジュール対回路基板アセンブリ 3-13
5.1 FOPLPメーカーの売上高予測 5-4
5.2 FOPLP装置メーカーの売上高予測 5-5
5.3 タイプ別FOPLP装置メーカーのトップシェア 5-6
5.4 FOPLP材料サプライヤーの売上高予測 5-9
5.5 タイプ別FOPLP材料サプライヤーのトップシェア 5-10
6.1 3次元マスメモリ体積の他技術とTIの3D技術との比較（単位：Cm3/Gbit） 6-7
6.2 3次元マスメモリ重量の他技術とTIの3D技術との比較（単位：グラム3/Gbit） 6-8
7.1 半導体の売上高予測 7-20
7.2 ICパッケージの世界市場予測 7-22
7.3 先端パッケージの世界市場-ウェハ 7-29
7.4 世界の先端パッケージ市場-単位 7-30
7.5 世界の先端パッケージ市場-売上高 7-31
7.6 TSMCのCoWoS売上高分析 7-43
7.7 HBM TAM需要 2023-2026 7-59
図一覧
1.1 MCM-Dの概略断面図 1-3
1.2 RFおよびマイクロ波MCM-D構造の断面図 1-5
1.3 MCM-SL/D技術の平坦化コア層上の薄膜層 1-8
1.4 フリップチップ MCP 1-11
1.5 SIP 断面図 1-14
3.1 半導体パッケージングの進化 3-2
3.2 貫通電極(TSV)プロセス 3-4
3.3 フリップチップ技術マイクロボール 3-6
3.4 ファンアウトウェーハレベルパッケージング(FOWLP)プロセス 3-12
3.5 高帯域幅メモリ(HBM) 3-18
3.6 基板上チップオンウェーハ(CoWoS) 3-20
3.7 ファンアウト・エンベデッド・ビア・サブストレート（Feveros） 3-22
4.1 パッケージング・システム・インターコネクトのスケーリング・ロードマップ 4-2
4.2 テクノロジー・ノード・タイムライン 4-5
4.3 コンタクトとインターコネクトのスケーリング 4-11
6.1 DRAM密度に関する3D技術 6-2
6.2 3D貫通ビア（TSV） 6-5
6.3 MCMと3D技術のシリコン効率のグラフ図 6-9 6.6-10
6.5 3Dパッケージ 6-12
6.6 Via First、Middle、Lastプロセスフロー 6-18
6.7 Via First TSVプロセスフロー 6-21
6.8 TSVの成長を促進する新しいアプリケーション 6-39
6.9 TSVアプリケーションとプロセス要件の予測 6-41
6.10 DRAM向け3D技術 6-43
6.11 活性素子密度に関するムーアの法則 6-48
7.1 様々なシステム・イン・パッケージ(SiP)アプリケーション 7-4
7.2 SiP構造 7-7
7.3 ワイヤボンドとフリップチップの比較 7-15
7.4 フリップチップとワイヤボンド装置の予測 7-16
7.5 銅ワイヤボンディングの成長 7-18
7.6 半導体の出荷台数 7-21
7.7 デバイス別WLP需要 7-31
7.8 デバイス出荷予測 FIWLP vs FOWLP 7-32
7.9 ウェハー別WLP需要 7 7-33
7.10 3次元TSVアプリケーションとプロセス要件の予測 7-36
7.11 3次元TSVユニット市場予測 7-37
7.12 3次元TSVウェーハ市場予測 7-38
7.13 TSMCのCoWoSアドバンストパッケージ 7-44
7.14 TSMCのCoWoSアドバンストパッケージ売上高 7-47
7.15 サムスンのCUBEアドバンストパッケージ 7-52
7.16 SK hynix HBM3パッケージ 7-56
Summary
This report examines and projects the technologies involved, their likely developments, what problems and choices are facing users, and where the opportunities and pitfalls are. The worldwide markets for MCMs, MCPs, SiP, and 3D TSV packages are analyzed and projected
Introduction
In the rapidly evolving semiconductor industry, advanced packaging stands at the forefront of innovation, driving the next wave of performance enhancements and integration capabilities across a broad spectrum of applications, from high-performance computing to consumer electronics. As devices shrink in size yet grow in complexity, traditional packaging techniques are reaching their physical and functional limits, prompting the industry to adopt more sophisticated, efficient, and cost-effective solutions. This comprehensive report delves into the intricate world of semiconductor advanced packaging, exploring the latest trends, technologies,and market dynamics shaping the future of this critical sector.
The advent of technologies such as artificial intelligence (AI), 5G communications, automotive electronics, and the Internet of Things (IoT) has precipitated a surge in demand for chips that offer higher performance, lower power consumption, and greater functionality, all within increasingly compact footprints. In response, advanced packaging technologies such as 3D integration, chiplets, fan-out wafer-level packaging (FOWLP), and through-silicon vias (TSVs)have emerged as key enablers, allowing for unprecedented levels of integration and system complexity. These innovations not only overcome the limitations of traditional scaling but also openopen new avenues for circuit design, system architecture, and material science, heralding a new era of semiconductor functionality.
This report provides a deep dive into the state of the art in semiconductor advanced packaging,offering insights into the latest technological advancements, material innovations, and process improvements. It examines the competitive landscape, highlighting the key players and their strategic initiatives to capture market share and drive industry standards. Moreover, the report assesses the impact of global supply chain dynamics, regulatory environments, and geopolitical factors on the advanced packaging market, providing stakeholders with a comprehensive understanding of the challenges and opportunities ahead.
About This Report
In the rapidly evolving landscape of semiconductor manufacturing, advanced packaging technologies play a pivotal role in enabling the development of high-performance, compact,and energy-efficient electronic devices. Among the myriad of advanced packaging techniques,fan-out wafer-level packaging (FOWLP), through-silicon vias (TSVs), High Bandwidth Memory(HBM), Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS), and Foveros have emerged as key innovations revolutionizing the industry. This essay delves into these advanced packaging technologies,exploring their principles, applications, benefits, and impact on the semiconductor ecosystem.
Fan-Out Wafer-Level Packaging (FOWLP):
Fan-out wafer-level packaging (FOWLP) is a cutting-edge packaging technique that offers superior performance, increased functionality, and enhanced miniaturization compared to traditional packaging methods. In FOWLP, the semiconductor die is embedded within a polymer matrix, and redistribution layers(RDLs) are used to redistribute the I/Os to the package perimeter.
Through-Silicon Vias (TSVs):
Through-silicon vias (TSVs) are vertical electrical interconnects that traverse through the silicon substrate,enabling multi-die stacking and 3D integration. TSVs facilitate the vertical integration of heterogeneous devices, such as logic, memory, and sensors, on a single silicon substrate,thereby reducing interconnect length, improving performance, and conserving space. TSVs are instrumental in advanced packaging technologies like 3D stacked memory, system-on-chip(SoC) integration, and interposer-based packaging, driving innovations in high-performance computing, artificial intelligence, and networking applications.
High Bandwidth Memory (HBM):
High Bandwidth Memory (HBM) is an advanced memory technology that leverages vertical stacking and TSVs to achieve unprecedented levels of memory bandwidth and energy efficiency. HBM utilizes multiple DRAM dies vertically stacked on top of each other and interconnected through TSVs, allowing for significantly higher memory bandwidth compared to traditional memory architectures. HBM is widely used in graphics cards, data centers, and highperformance computing systems, where memory bandwidth and power efficiency are critical for handling large datasets and complex workloads.
Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS):
Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS) is a packaging technology developed by TSMC that enables the integration of multiple silicon dies on a single substrate, or interposer. In CoWoS, individual chips are fabricated on separate wafers and then bonded onto a silicon interposer using microbumps and TSVs. This allows for heterogeneous integration of different functional blocks, such as logic, memory, and analog, on a single package, enabling higher levels of performance, power efficiency, and system-level integration. CoWoS is widely used in highperformance computing, networking, and AI accelerators, where heterogeneous integration is essential for achieving optimal performance and functionality.
Foveros:
Foveros is an advanced packaging technology developed by Intel that enables 3D stacking of logic dies, memory dies, and other components to create highly integrated and compact semiconductor packages. In Foveros, individual dies are fabricated separately and then stacked vertically using microbumps and TSVs, allowing for dense integration of heterogeneous components with minimal footprint. Foveros enables innovative form factors, such as chiplets and system-in-package (SiP), and facilitates the development of power-efficient, highperformance devices for a wide range of applications, including mobile computing, IoT, and edge computing.
The Need for This Report
Investing in a semiconductor advanced packaging report offers several compelling reasons,each of which contributes to enhancing your understanding of the industry and making informed decisions. Here's why you should consider purchasing such a report:
Industry Insights: A semiconductor advanced packaging report provides comprehensive insights into the latest trends, developments, and innovations shaping the semiconductor packaging landscape. It offers valuable information on emerging technologies, market dynamics, and competitive landscape, helping you stay updated with the latest industry advancements.
Market Analysis: The report offers in-depth analysis of the semiconductor packaging market,including market size, growth potential, and key drivers and challenges. It provides detailed segmentation by packaging type, application, and region, for FOWLP, through-silicon vias(TSVs), and 3D integration, as well as AI-based technologies including HBM3, CoWoS, and Foveros.
Competitive Intelligence: By examining the strategies, product portfolios, and market positioning of key players in the semiconductor packaging industry, the report offers valuable competitive intelligence. It helps you benchmark your company's performance against industry leaders, identify potential collaborators or acquisition targets, and develop effective market entry or expansion strategies.
Technology Trends: Semiconductor advanced packaging reports delve into the latest technological advancements and innovations in packaging techniques such as fan-out waferlevel packaging (FOWLP),through-silicon vias (TSVs), and 3D integration, as well as AI-based technologies including HBM3, CoWoS, and Foveros. By understanding the evolving technological landscape, you can anticipate future trends, align your R&D efforts with market demands, and gain a competitive edge in the industry.
Investment Opportunities: Armed with comprehensive market insights and competitive analysis, a semiconductor advanced packaging report enables you to identify attractive investment opportunities across different segments of the semiconductor packaging market.Whether you're a semiconductor manufacturer, equipment supplier, or investor, the report provides valuable guidance for making strategic investment decisions and maximizing returns on investment.
Table of ContentsTable of ContentsChapter 1 Introduction 1-1Chapter 2 Semiconductor Packaging Industry Overview 2-1
2.1 History and Evolution of Semiconductor Packaging 2-1
2.2 Importance of Advanced Packaging in Semiconductors 2.3
2.3 Market Competitiveness 2-4
Chapter 3 Technology Landscape 3-1
3.1 Overview of Semiconductor Packaging Technologies 3-1
3.1.1 Evolution of Semiconductor Packaging 3-1
3.1.2 Types of Semiconductor Packaging 3-3
3.1.4 Conclusion 3-5
3.2 Recent Advances in Semiconductor Packaging: Flip-Chip Technology 3-5
3.2.1 Evolution and Advancements in Flip-Chip Technology 3-5
3.2.2 Benefits of Flip-Chip Technology 3-7
3.2.3 Applications of Flip-Chip Technology 3-7
3.2.4 Conclusion 3-8
3.3 Recent Advances in Semiconductor Packaging: 2.5D and 3D IC Packaging 3-8
3.3.1 Introduction 3-8
3.3.2 Conceptual Overview 3-9
3.3.3 Technological Advancements 3-9
3.3.4 Benefits of 2.5D and 3D IC Packaging 3-10
3.3.5 Applications 3-10
3.3.6 Conclusion 3-10
3.4 Recent Advances in Semiconductor Packaging: Fan-Out Wafer-LevelPackaging (FOWLP)3-11
3.4.1 Introduction 3-11
3.4.2 Concept and Development 3-11
3.4.3 Technological Advancements 3-13
3.4.4 Benefits of FOWLP 3-13
3.4.6 Conclusion 3-14
3.5 Recent Advances in Semiconductor Packaging: System-in-Package (SiP)Solutions3-14
3.5.1 Introduction 3-14
3.5.2 Concept and Development 3-15
3.5.3 Technological Advancements 3-15
3.5.4 Benefits of SiP 3-15
3.5.5 Applications 3-16
3.5.6 Conclusion 3-16
3.6 Recent Advances in Semiconductor Packaging: Advanced Packaging for Artificial Intelligence 3-17
3.6.1 Introduction 3-17
3.6.2 The Need for Advanced AI Packaging 3-17
3.6.3 Key Advanced Packaging Technologies 3-19
3.6.4 Benefits of Advanced AI Packaging 3-21
3.6.5 Applications 3-21
3.6.6 Conclusion 3-23
Chapter 4 Market Dynamics in Advanced Semiconductor Packaging 4.1
4.1 Introduction 4-1
4.2 Market Drivers 4-1
4.2.1 Technological Advancements 4-1
4.2.2 Increasing Demand for Miniaturization 4-3
4.2.3 Growth in Consumer Electronics 4-3
4.2.4 Expansion of IoT and AI Applications 4-3
4.2.5 Demand for High-Performance Computing 4-6
4.3 Market Opportunities 4-7
4.3.1 Emerging Markets and Applications 4-7
4.3.2 Innovations in Packaging Technologies 4-7
4.3.3 Strategic Collaborations and Partnerships 4-8
4.3.4 Government Initiatives and Funding 4-8
4.4 Market Challenges 4-9
4.4.1 High Production Costs 4-9
4.4.2 Technical Complexities 4-10
4.4.3 Supply Chain Disruptions 4-12
4.4.4 Environmental and Regulatory Issues 4-13
4.5 Conclusion 4-13
Chapter 5 The Rise of Panel Level Packaging 5-1
5.1 Introduction to Panel Level Packaging (PLP) 5-1
5.2 Technical Details of PLP 5-1
5.2.1 Panel Size and Material 5-1
5.2.2 Manufacturing Process 5-1
5.2.3 Technological Advantages 5-2
5.3 Market Impact and Adoption 5-2
5.3.1 FOPLP Manufacturers 5-3
5.3.2 Equipment Costs 5-3
5.3.3 Material Costs 5-8
5.3.4 Manufacturing Costs 5-11
5.4 Challenges and Solutions 5-11
5.5 E nablers to Lower Costs 5-12
5.6 Conclusion 5-12
Chapter 6 3-D-TSV Technology 6-1
6.1 Driving Forces In 3D-TSV 6-1
6.2 3-D Package Varieties 6-11
6.3 TSV Processes 6-17
6.4 Critical Processing Technologies 6-19
6.4.1 Plasma Etch Technology 6-23
6.4.2 Cu Plating 6-27
6.4.3 Thin Wafer Bonding 6-28
6.4.4 Wafer Thinning/CMP 6-32
6.4.5 Lithography 6-33
6.5 Applications 6-38
6.6 Limitations Of 3-D Packaging Technology 6-44
6.6.1 Thermal Management 6-44
6.6.2 Cost 6-46
6.6.3 Design Complexity 6-47
6.6.4 Time To Delivery 6-52
6.7 Company Profiles 6-53
Chapter 7 Market Forecast 7-1
7.1 Overview of Advanced Packages 7-1
7.2 Driving Forces 7-2
7.3 System-in-Package (SiP) 7-3
7.4 Flip Chip/Wafer Level Packaging 7-10
7.5 Worldwide IC Market Forecast 7-19
7.6 Worldwide Packaging Market Forecast 7-21
7.7 Worldwide Advanced Package Forecast 7-23
7.7.1 Worldwide 3-D Through Silicon Via (TSV) Market 7-33
7.7.1.1 TSMC CoWoS 7-37
7.7.1.2 Intel Foveros 7-42
7.7.1.3 Samsung’s Cube 7-45
7.7.1.4 HBM (High Bandwidth Memory) Packages 7-48
7.7.1.5 Chiplets 7-54
List of Tables/GraphsLIST OF TABLES
3.1 Multichip Modules Vs. Circuit Board Assemblies 3-13
5.1 Revenue Forecast For FOPLP Manufacturers 5-4
5.2 Revenue Forecast For FOPLP Equipment Manufacturers 5-5
5.3 Market Share Of Top FOPLP Equipment Manufacturer By Type 5-6
5.4 Revenue Forecast For FOPLP Material Suppliers 5-9
5.5 Market Share Of Top FOPLP Material Suppliers By Type 5-10
6.1 3-D Mass Memory Volume Comparison Between Other Technologies and TI’s 3D Technology In Cm3/Gbit 6-7
6.2 3-D Mass Memory Weight Comparison Between Other Technologies and TI’s 3D Technology In Grams3/Gbit 6-8
7.1 Semiconductor Forecast by Revenues 7-20
7.2 Worldwide IC Package Market Forecast 7-22
7.3 Worldwide Advanced Package Market - Wafers 7-29
7.4 Worldwide Advanced Package Market - Units 7-30
7.5 Worldwide Advanced Package Market - Revenues 7-31
7.6 TSMC’S CoWoS Revenue Analysis 7-43
7.7 HBM TAM Demand 2023-2026 7-59
LIST OF FIGURES
1.1 Schematic Cross-Section View Of An MCM-D 1-3
1.2 Cross-Section Of The RF And Microwave MCM-D Structure 1-5
1.3 Thin Film Layers On The Planarized Core Layer Of MCM-SL/D Technology 1-8
1.4 Flip Chip MCP 1-11
1.5 SIP Cross Section 1-14
3.1 Evolution of Semiconductor Packaging 3-2
3.2 Through Silicon Via (TSV) Processing 3-4
3.3 Flip-Chip Technology Micro Ball 3-6
3.4 Fan-Out Wafer-Level Packaging (FOWLP) Processes 3-12
3.5 High Bandwidth Memory (HBM) 3-18
3.6 Chip on Wafer on Substrate (CoWoS) 3-20
3.7 Fan-out Embedded Via Substrate (Feveros) 3-22
4.1 Packaging System Interconnect Scaling Roadmap 4-2
4.2 Technology Nodes Timeline 4-5
4.3 Scaling of Contact and Interconnect 4-11
6.1 3-D Technology On DRAM Density 6-2
6.2 3-D Through-Silicon Via (TSV) 6-5
6.3 Graphical Illustration Of The Silicon Efficiency Between MCMs And 3D Technology6-9
6.4 Silicon Efficiency Comparison Between 3D Packaging Technology And Other Conventional Packaging Technologies 6-10
6.5 3D Packages 6-12
6.6 Via First, Middle, And Last Process Flows 6-18
6.7 Via First TSV Process Flow 6-21
6.8 New Applications Driving TSV Growth 6-39
6.9 Projection Of TSV Applications And Process Requirements 6-41
6.10 3-D Technology For DRAM 6-43
6.11 Moore's Law For Active Element Density 6-48
7.1 Various System-In-Package (SiP) Applications 7-4
7.2 SiP Structures 7-7
7.3 Wire Bond Versus Flip Chip 7-15
7.4 Flip Chip And Wire Bond Equipment Forecast 7-16
7.5 Growth In Copper Wire Bonding 7-18
7.6 Unit Shipments Of Semiconductors 7-21
7.7 WLP Demand By Devices 7-31
7.8 Device Shipment Forecast FIWLP vs FOWLP 7-32
7.9 WLP Demand By Wafers 7-33
7.10 Projection of 3-D TSV Applications And Process Requirement 7-36
7.11 Market Forecast of 3-D TSV Units 7-37
7.12 Market Forecast of 3-D TSV Wafers 7-38
7.13 TSMC’s CoWoS Advanced Package 7-44
7.14 TSMC’s CoWoS Advanced Package Revenues 7-47
7.15 Samsung’s CUBE Advanced Package 7-52
7.16 SK hynix HBM3 Package 7-56
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